新能源背景下，汽车电子为光伏风电/充电桩等带来层出不穷的机会

• 陈博 2023年10月27日 来源：中研网 664 38
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汽车电子控制系统是指在汽车上应用电子技术来实现对汽车运行状态的监测和控制。汽车电子控制系统主要有电子控制单元（包括软件)、传感器和执行器。汽车电子控制系统事先将一系列的指令程序储存在ECU程序存储器中，这些指令程序在设计、制造时就已经定好了，电子控制单E

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汽车电子控制系统是指在汽车上应用电子技术来实现对汽车运行状态的监测和控制。汽车电子控制系统主要有电子控制单元(包括软件)、传感器和执行器。汽车电子控制系统事先将一系列的指令程序储存在ECU程序存储器中，这些指令程序在设计、制造时就已经定好了，电子控制单元输入信号来自控制系统的各个传感器。它对各传感器输入的电信号以及部分执行器的反馈电信号进行综合分析与处理，给传感器提供参考电压，然后向执行器输出控制信号，使执行器按控制目标的要求进行工作。ECU工作时接收分布在汽车各部位的传感器送来的信号，它把这些输入信息与存储器中的“标准参数"进行比较，根据结果控制执行器采取相应的动作。汽车车身控制系统包涵导航系统、防撞控制系统、智能前照灯系统(AFS)、车身稳定控制系统(VSC/DSC/ESP)。

汽车电子控制系统是指在汽车上应用电子技术来实现对汽车运行状态的监测和控制。汽车电子控制系统主要有电子控制单元(包括软件)、传感器和执行器。汽车电子控制系统事先将一系列的指令程序储存在ECU程序存储器中，这些指令程序在设计、制造时就已经定好了，电子控制单元输入信号来自控制系统的各个传感器。它对各传感器输入的电信号以及部分执行器的反馈电信号进行综合分析与处理，给传感器提供参考电压，然后向执行器输出控制信号，使执行器按控制目标的要求进行工作。ECU工作时接收分布在汽车各部位的传感器送来的信号，它把这些输入信息与存储器中的“标准参数"进行比较，根据结果控制执行器采取相应的动作。汽车车身控制系统包涵导航系统、防撞控制系统、智能前照灯系统(AFS)、车身稳定控制系统(VSC/DSC/ESP)。

自改革开放以来，人们生活质量水平大幅提升，为满足越来越多的人在日常生活中对汽车的需求，加之国家大力扶持以及电子技术等的迅猛发展，我国的汽车技术得到了空前的发展。

近年来，随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用，汽车电子控制技术得到了迅猛的发展，尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等多方面有了较大突破。汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。

1、光伏风电：对功率器件(IGBT、MOS)需求爆发式增长

光伏逆变器作为光伏发电的核心部件，将带动 IGBT 需求增长。光伏逆变器是可以将光 伏(PV)太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电(AC)的变频器，可直接 影响光伏逆变器在下游端的光伏发电效率，是光伏逆变器提高光伏能力转化率的核心器 件。根据中国光伏行业协会预测，假设 2025 年光伏逆变器中功率半导体单位成本约为 1350 万元/GW，预计 2025 年全球光伏逆变器功率半导体市场新增规模将达到 40.5 亿元， 2021-2025 年累计市场需求规模将增长 176.3 亿元。

风力发电机变频器中应用到大量功率器件。风力发电是将风能转换为电能的过程，主电 路中利用 AC/DC 转换器将风力发电机的输出电力转换为直流电，再通过变频器系统调节 为可入网电流，再由逆变器将直流电转换为商用频率的交流电。因此，风力发电机中变频 器会用到大量的功率半导体元件，包括 IGBT、MOSFET、GTO 等。

根据 Yole 预测，在电动汽车、新能源发电等多个领域需求带动下，2026 年硅基 MOSFET 市场空间有望达到 94 亿美金，IGBT 市场空间有望达到 84 亿美金。CAGR6 分别达到 3.8% 和 7.5%。

2、充电桩：800V 高压平台有望普及，SiC 产业链值得重视

目前汽车半导体主要采用硅基材料，但受自身性能极限限制，硅基器件的功率密度难以进 一步提高，硅基材料在高开关频率及高压下损耗大幅提升。与硅基半导体材料相比，以碳 化硅为代表的第三代半导体材料具有高击穿电场、高饱和电子漂移速度、高热导率、高抗 辐射能力等特点。

和传统硅基材料相比，SiC 模块的开关损耗和导通损耗显著低于同等 IGBT 模块，此外， SiC 器件在相同功率等级下，体积显著小于硅基模块，有助于提升系统的功率密度。更高 的电子饱和漂移速率有助于提升器件的工作频率，实现高频开关;高临界击穿电场的特性 使其能够将 MOSFET 带入高压领域，克服 IGBT 在开关过程中的拖尾电流问题，降低开 关损耗和整车能耗，减少无源器件如电容、电感等的使用，从而减少系统体积和重量。

根据 Omdia 数据，2019 年 SiC 全球市场规模为 9.84 亿美元，但到 2029 年有望超过 50 亿 美元，新能源汽车(包括电动和混动)将成为 SiC 需求的最大应用场景，其它的应用场景 包括新能源电站、UPS 等。

2019 年，保时捷发布全球首款搭载 800V 电压平台的量产车 Taycan，充电功率最高可达 270kW，采用 800V 电压系统充电 80%仅需 22.5 分钟(400V 则需 90 分钟)。2021 年 10月 24 日，小鹏汽车 CEO 何小鹏表示，小鹏汽车希望做到国内首个量产配置 SiC 芯片的 800V 高压平台，支持充电 5 分钟，续航 200 公里。同时，小鹏汽车也将推出配套的 480kW 高压超充桩。此外，小鹏还为用户设计了储能站，宣称可一次满足 30 辆车的超充。也就 是说，小鹏汽车补能方面将推出 800V+480kW 超充+超级储能站的三种方案。我们预计未 来随着高压平台的快速普及，SiC 在高端车型的电机控制器领域渗透率将会逐渐提升，整 个 SiC 产业链也将迎来爆发机遇。

Cree 是 SiC 行业绝对龙头，国内 SiC 产业有望得到快速发展。Cree 成立于 1987 年，1991 年全球 率先将碳化硅商业化。2021 年更名 Wolfspeed。目前，Wolfspeed 拥有 SiC 全产业链布局，并在导 电型 SiC 衬底拥有超过 60%的市占率，在碳化硅功率器件的市场中也走在前列，II-VI 和 SiCrystal 位列全球二、三位，市占率分别达到 16%和 12%。国内 SiC 衬底环节代表厂商为天科合达 (未上市)及天岳先进(待上市)，目前仍处于追赶者地位;外延环节技术难度和壁垒相对较低， 衬底厂商普遍具备外延片的生产能力;器件环节发展仍受到衬底产能的掣肘。

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